電(dian)(dian)弧熔爐生產電(dian)(dian)熔氧化鎂的(de)工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)(dian)弧熔融、破碎、選別、粉碎、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂礦石(shi)，氧化(hua)鎂含量高，又易于開采(cai)，因此，被廣泛用作(zuo)(zuo)電熔氧化(hua)鎂的原(yuan)料。采(cai)用菱鎂石(shi)作(zuo)(zuo)原(yuan)料，碳酸鎂分(fen)解產生CO2氣體(ti)，由于有大(da)量氣體(ti)從爐內排出(chu)影響著電熔過程的進行(xing)：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)的(de)結晶(jing)帶(dai)的(de)形(xing)成均有不利影響，由(you)于大量(liang)塵料(liao)飛損，使物料(liao)損耗(hao)和能量(liang)消耗(hao)增高，也惡化了車間生(sheng)產環境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石(shi)容易獲得(de)(de)，價格很(hen)低(di)廉，所以，仍是我(wo)國電熔氧化鎂(mei)用得(de)(de)最多(duo)最廣泛(fan)的(de)原料(liao)。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)礦。菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)中氧化鎂(mei)的(de)含量(liang)高低和(he)化學成分直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)質量(liang)，同(tong)時在電熔(rong)(rong)(rong)過程中也直(zhi)接(jie)影響(xiang)到(dao)電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)得到(dao)的(de)品(pin)級(ji)比例(li)，因(yin)此，為了保證電熔(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)質量(liang)和(he)品(pin)級(ji)比例(li)，必須對(dui)各種礦石(shi)進行(xing)適當的(de)配比后進行(xing)熔(rong)(rong)(rong)煉。

②水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非常豐(feng)富，水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中(zhong)氧化鎂(mei)(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝(ning)氧化鎂(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部(bu)分地區水(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學(xue)成分見表(biao)2。

表2水鎂石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。以輕燒(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)原料，可以使生(sheng)產環境(jing)得(de)到改善，可以降低運輸(shu)費用(yong)。由于(yu)電熔時排出氣體少，成分也較(jiao)均勻，對提(ti)高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)質量有利。

我(wo)國(guo)有一(yi)些電(dian)(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)以輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)制成球(qiu)料(liao)(liao)入爐電(dian)(dian)熔。輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)氧(yang)化鎂(mei)含量(liang)(liang)達到(dao)98%，以此料(liao)(liao)能生產出白色大結晶(jing)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)。但由于成球(qiu)費(fei)用高，影(ying)響生產成本。目前(qian)，有的(de)(de)廠家采(cai)用反射爐輕(qing)燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)，以一(yi)定的(de)(de)粒度加入熔爐電(dian)(dian)熔，電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)比(bi)用菱鎂(mei)礦石(shi)好，成本又比(bi)用球(qiu)料(liao)(liao)作原料(liao)(liao)時便宜，因而(er)得到(dao)了一(yi)定的(de)(de)推(tui)廣(guang)。

④燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)。為了某些(xie)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)特殊要求，有(you)時必(bi)須在電(dian)熔過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔原料(liao)，如(ru)采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)砂(sha)作為電(dian)熔原料(liao)，一般首先利用(yong)(yong)(yong)處(chu)理海水和石(shi)灰(hui)乳作用(yong)(yong)(yong)生(sheng)產氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)煅(duan)燒(shao)成輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方法(fa)(fa)也可(ke)以制得輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(詳(xiang)見(jian)工業氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)制取(qu)方法(fa)(fa))，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕燒(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為原料(liao)生(sheng)產電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和拉特爾(er)(Ruttere)等研究(jiu)認為，極少量(liang)的(de)雜(za)質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)體的(de)雜(za)質(zhi)，可(ke)明顯(xian)影響晶(jing)粒(li)的(de)長大。因為雜(za)質(zhi)相(xiang)的(de)作用(yong)(yong)(yong)在于增加(jia)晶(jing)界(jie)(jie)運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，晶(jing)體能量(liang)降(jiang)低，其降(jiang)低量(liang)與第二相(xiang)橫截(jie)面積成正比，所以必(bi)須提高晶(jing)界(jie)(jie)能，晶(jing)界(jie)(jie)才能離開第二相(xiang)繼續運動。并(bing)且當晶(jing)界(jie)(jie)與第二相(xiang)相(xiang)遇(yu)時，與第二相(xiang)橫截(jie)面積相(xiang)等的(de)晶(jing)界(jie)(jie)必(bi)須變形，第二相(xiang)數(shu)量(liang)愈多(duo)，晶(jing)粒(li)長大的(de)極限(xian)尺(chi)寸愈小。

另一方面為(wei)了降低電(dian)(dian)熔凝(ning)氧化鎂的顯(xian)氣孔率，也應盡量減少原料氧化鎂的氣體排(pai)出(chu)，因此，采用燒結鎂砂電(dian)(dian)熔有(you)其顯(xian)著優(you)點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學(xue)原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)(xing)是同原子(zi)和分子(zi)的(de)量子(zi)力學(xue)本性(xing)(xing)如離(li)(li)子(zi)半徑的(de)尺寸(cun)，離(li)(li)子(zi)的(de)電位數值(zhi)，離(li)(li)子(zi)的(de)電子(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧化鎂的(de)離(li)(li)子(zi)尺寸(cun)、質量和電荷、陽離(li)(li)子(zi)和陰離(li)(li)子(zi)之間的(de)結合(he)特性(xing)(xing)和強度、離(li)(li)子(zi)的(de)極化作(zuo)用、結晶(jing)構(gou)造等決定它是一高熔點(dian)化合(he)物。

氧(yang)化鎂(mei)的熔點和結構參數(shu)(shu)：陽(yang)離子(zi)半徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)半徑(jing)0.53mm;結構類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)(shu)6;有(you)效(xiao)配(pei)位數(shu)(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)鎂(mei)制造的(de)最重要過(guo)(guo)程是由各種(zhong)鎂(mei)質原料，通過(guo)(guo)各種(zhong)形式的(de)加熱(re)(re)方(fang)法產生高溫(wen)使(shi)鎂(mei)質材料(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)體。要使(shi)氧化(hua)(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)融，必須(xu)消耗大(da)量的(de)熱(re)(re)能(neng)，以(yi)克服離子間(jian)的(de)引力(li)。通過(guo)(guo)強大(da)電弧產生高溫(wen)而熔(rong)(rong)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這個融化(hua)(hua)過(guo)(guo)程一(yi)般包括熱(re)(re)的(de)傳導、脫水(shui)、脫碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)、析晶(jing)(jing)、晶(jing)(jing)體長大(da)等一(yi)系列(lie)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)過(guo)(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。用水(shui)鎂石(shi)(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程。水(shui)鎂石(shi)(shi)的(de)主要成分是(shi)氫氧化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過(guo)(guo)程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用菱鎂礦(kuang)作(zuo)為原料(liao)時有一個(ge)脫碳過程，脫碳過程包括兩(liang)個(ge)方面。一方面是菱鎂礦(kuang)石的熱(re)分(fen)解，菱鎂礦(kuang)石的主要成分(fen)是碳酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)電熔過(guo)程中往往在(zai)原料氧化鎂中加入(ru)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末添加物(助劑)，在(zai)電熔爐起動過(guo)程中需在(zai)三(san)電極(石(shi)墨(mo)(mo)(mo)電極)的下端用石(shi)墨(mo)(mo)(mo)粉末鋪(pu)成三(san)角形或星形導線路(lu)，在(zai)通電過(guo)程中受(shou)熱燒損或完全燃燒除去石(shi)墨(mo)(mo)(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)即(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中鎂(mei)離子(zi)和氧(yang)離子(zi)在強電(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)作用(yong)下，克(ke)服(fu)單晶體(ti)中的(de)(de)晶格(ge)能(neng)(neng)的(de)(de)束縛(fu)，變成(cheng)能(neng)(neng)自由(you)運動(dong)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。也就是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加(jia)熱(re)到一(yi)定溫度(熔(rong)(rong)(rong)點)就會由(you)固體(ti)變成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這(zhe)一(yi)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中需消耗(hao)(hao)(hao)大量的(de)(de)電(dian)(dian)能(neng)(neng)。據電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用(yong)水鎂(mei)石作原料生(sheng)產電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)比例(li)如下：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)消耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)34.9%，渣皮(pi)消耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)15.3%，散(san)(san)砂(sha)生(sheng)成(cheng)熱(re)耗(hao)(hao)(hao)值(zhi)3.0%，冷(leng)卻水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)8.4%，冷(leng)卻爐殼的(de)(de)水耗(hao)(hao)(hao)熱(re)值(zhi)7.9%，爐子(zi)表面散(san)(san)熱(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶走熱(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)能(neng)(neng)損失值(zhi)3.2%，從這(zhe)些(xie)統(tong)計數據可(ke)以看出(chu)，在電(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)